趙燕蘭,袁興中※,季靖欽,李素梅,楊光敏

（1.湖南大學環(huán)境科學與工程學院，湖南 長沙 410082；2.湖南大學教育部環(huán)境生物學與污染控制重點實驗室，湖南 長沙 410082；3.資興市畜牧水產(chǎn)事務(wù)中心，湖南 資興 423400）

資興市地處中國湖南省東南部，隸屬郴州市下轄的一個縣級市，是全國生豬調(diào)出獎勵大縣。全市的畜牧業(yè)正在快速發(fā)展，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，該市年均產(chǎn)生的畜禽糞污（包括糞便，尿液和沖欄廢水）總量超過120萬噸，而在2018年全市的畜禽養(yǎng)殖糞污處理及再利用率僅達60%。位于資興市南部的東江湖是湘江、珠江、贛江的重要水源地和華南地區(qū)重要的生態(tài)安全屏障，也是湖南的戰(zhàn)略飲用水源，是國內(nèi)稀有的優(yōu)質(zhì)淡水資源[1]。東江湖水面面積約160平方公里，正常蓄水量達81.2億立方米，一級保護區(qū)水質(zhì)常年保持國家飲用水一級標準，是“郴資桂”城市群的主要水源地。東江湖作為大型水庫流域，具有流域面積廣，污染源較為復雜等特點。

近年來，資興市大力實施東江湖周邊畜禽養(yǎng)殖污染防治項目，大力開展畜禽糞污資源化利用工作，杜絕了養(yǎng)殖場污水直排，減少了污染物的排放，從而有效減少了化肥使用量及養(yǎng)殖場糞污的排放量，減輕農(nóng)業(yè)面源污染對東江湖的壓力。這些措施極大程度地保護了東江湖流域的生態(tài)環(huán)境。為了從源頭解決養(yǎng)殖糞污造成的環(huán)境問題，需要從污染源頭出發(fā)，通過控制中間過程和末端資源化處理的途徑，達到糞污“減量化、無害化和資源化”的目的，最終才能使畜禽糞污被全量收集、無害處理和綜合利用[2]。為進一步構(gòu)建畜禽糞污資源化利用長效機制，相關(guān)部門需結(jié)合實際環(huán)境因素合理規(guī)劃，積極采用更多的現(xiàn)代化處理技術(shù)與設(shè)施[3]。要妥善處理養(yǎng)殖開發(fā)和保護環(huán)境的關(guān)系，依法保護和改善東江湖流域生態(tài)環(huán)境，探索養(yǎng)殖場糞污資源化利用和東江湖水環(huán)境保護新機制。本文主要從資興市畜禽養(yǎng)殖糞污治理原則和目前采用的畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用模式兩個方面進行討論，同時總結(jié)了資興市在畜禽糞污處理方面取得的進展，最后給出了加快畜禽糞污資源化利用的幾點建議。

1 畜禽養(yǎng)殖糞污治理原則

1.1 “資源化、減量化、無害化”

資興市畜禽養(yǎng)殖糞污的處理主要根據(jù)“資源化、減量化、無害化、低成本”的原則選擇處理方法和技術(shù)手段，以綜合利用為目的，從污染物源頭控制，選擇合適的方式對畜禽養(yǎng)殖糞污進行處理，可以采用糞肥還田、生產(chǎn)沼氣、制備有機肥料等方法推進畜禽養(yǎng)殖糞污的資源化利用。改良飼養(yǎng)方式，實施干濕分離、雨污分流，從設(shè)施和工藝上盡可能減少糞污排放量，加大清潔化生產(chǎn)技術(shù)推廣，強化過程控制，減少末端治理的壓力。

1.2 “因地制宜、因場施策”

結(jié)合區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有資源環(huán)境的特點和不同規(guī)模養(yǎng)殖場的糞污產(chǎn)生量，因地制宜地采用“綜合型循環(huán)利用”“能源型循環(huán)利用”“傳統(tǒng)型循環(huán)利用”和“畜禽糞污集中處理加工有機肥料”等環(huán)保經(jīng)濟的糞污資源化利用與無害化處理模式，完善畜禽糞便收集和有機肥料生產(chǎn)加工等設(shè)備，做到可持續(xù)運行。因場施策，優(yōu)先采用種養(yǎng)結(jié)合的方式使糞污得以資源化利用，還需要綜合考慮養(yǎng)殖場周邊可用農(nóng)田的消納能力和最終產(chǎn)品的利用渠道，實現(xiàn)種植和養(yǎng)殖之間的循環(huán)發(fā)展。

1.3 “有效消納、就近生態(tài)”

考慮糞污消納用地的農(nóng)作物種類和土壤的理化性質(zhì)，探索糞污綜合利用的技術(shù)和工藝，推廣高效快捷的糞污處理技術(shù)和設(shè)備，做到將畜禽糞污科學還田利用。奉行“就地應(yīng)用為基、異地應(yīng)用為輔，資源化為基、無害化為輔”的原則，完善區(qū)域內(nèi)養(yǎng)殖糞污資源化利用通道。注重有效消納、綜合利用，推行經(jīng)濟高效、就近生態(tài)的原則。通過“兩分離”后糞污干濕分別收集，通過與種植基地對接就近就地利用，或者就地利用與異地綜合利用相結(jié)合的模式，實現(xiàn)生態(tài)消納[4]。

1.4 “低成本運行”

在選擇糞污處理和資源化利用工藝時，應(yīng)當結(jié)合考慮畜禽的品種、養(yǎng)殖場的規(guī)模、糞污收集排放的方式等條件，選擇適宜的技術(shù)路線和期望達到的處理目標。除此之外，不同的畜禽養(yǎng)殖廢水可能具有不同的理化性質(zhì)。因此，針對不同的畜禽廢水應(yīng)當采取不同的技術(shù)路線。在能實現(xiàn)綜合利用且能達到最終出水標準的前提下，應(yīng)該優(yōu)先選擇運行成本低的工藝。

2 資興市畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用模式

全市畜禽業(yè)發(fā)展較快，但是產(chǎn)生的大量畜禽糞污難以處理，由此帶來的環(huán)境污染問題日益突出。因此，需要探索、推廣應(yīng)用更為切合資興市實際、行之有效的技術(shù)模式，迫切需要運用先進的生產(chǎn)理念、手段和技術(shù)，推行標準化、清潔生產(chǎn)、生態(tài)養(yǎng)殖和畜禽糞污高效處理與資源化綜合利用，加快資興市畜牧產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高全市畜牧產(chǎn)業(yè)整體效益。根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模大小，配套工藝設(shè)備和養(yǎng)殖場周圍的實際環(huán)境情況，總結(jié)了對畜禽糞污處理的幾種模式。分別是：針對大型養(yǎng)殖場的“綜合型循環(huán)利用模式”模式；針對中型養(yǎng)殖場的“能源型循環(huán)利用”模式；針對小型養(yǎng)殖場的“傳統(tǒng)型循環(huán)利用”模式。此外，還有關(guān)于畜禽養(yǎng)殖糞便的集中處理模式——“畜禽糞污集中處理加工有機肥料”。

2.1 “綜合型循環(huán)利用”模式

年出欄生豬在5000頭以上的大型規(guī)模養(yǎng)殖場以大型沼氣工程為紐帶，采用綜合型循環(huán)利用模式。這類養(yǎng)殖場周邊一般配套有農(nóng)田、蔬菜地、果園等種植基地，建設(shè)獨立的畜禽糞污資源化利用系統(tǒng)，主要包括：全自動糞污收集系統(tǒng)，干濕分離裝置，污水處理工藝，有機肥料生產(chǎn)車間，沼氣綜合利用系統(tǒng)。豬舍產(chǎn)生的糞便通過全自動糞污收集系統(tǒng)運送至堆糞棚，經(jīng)過干濕分離系統(tǒng)處理后產(chǎn)生糞水和糞渣。糞水進入調(diào)節(jié)池進行初步沉淀、酸化，再通過溢流孔自流進入?yún)捬醢l(fā)酵池。經(jīng)過一段時間的厭氧發(fā)酵之后，會產(chǎn)生沼渣、沼液和沼氣。沼液經(jīng)過深度處理后進入氧化塘貯存，在農(nóng)田施肥或者灌溉期間與農(nóng)田用水按照一定的比例混合進行水肥一體化施用。經(jīng)過干濕分離得到的糞渣以及厭氧發(fā)酵池產(chǎn)生的沼渣，在堆糞棚暫存后輸送到有機肥生產(chǎn)車間進行堆肥生產(chǎn)有機肥，然后運到園區(qū)內(nèi)農(nóng)田施用或者出售。沼氣綜合利用系統(tǒng)對沼氣凈化處理，增壓穩(wěn)壓后用于沼氣發(fā)電[5]。

2.2 “能源型循環(huán)利用”模式

選擇年出欄500～3000頭標準當量豬的中型畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場作為實施主體，將“能源型循環(huán)利用”作為主推模式。此類養(yǎng)殖場周邊配套有一定的糞污消納地如農(nóng)作物，果樹等種植基地。豬糞經(jīng)干濕分離后，固體糞便經(jīng)過堆肥等過程制備有機肥，施用于配套的農(nóng)作物種植地肥料化利用。水糞經(jīng)過兩個三級處理單元（主要包括絮凝、沉淀等步驟）后生產(chǎn)水肥，成品水肥經(jīng)過運輸管道對周邊的果園和菜地進行灌溉。通過該項目實施，建設(shè)一部分消納基地，將堆肥后的有機肥和三級處理后的水肥用于蔬菜、水果基地灌溉和施肥，實現(xiàn)養(yǎng)殖場的零排放以及資源化循環(huán)利用。

2.3 “傳統(tǒng)型循環(huán)利用”模式

選擇小規(guī)模養(yǎng)殖專業(yè)戶(年出欄生豬500頭以下)作為實施主體。此類養(yǎng)殖場首先要控制用水，并且做好雨污分離，建設(shè)封閉式的暗道用于排污。將水清糞改為干清糞工藝，干清糞通過好氧堆肥等無害化處理之后，可以就地施用于農(nóng)田或者進一步用于有機肥料的加工生產(chǎn)。廢水主要來源于豬圈的沖洗以及隨沖洗廢水一并帶出的豬尿糞等污染物質(zhì)，其中還可能包括部分殘留的豬飼料、豬只飲水過程中的滴漏等。對于這些廢水，配套建有廢水處理工藝，主要分為五個工藝段：預(yù)處理段；厭氧處理段；生化脫氮除磷處理段；深度處理段和污泥處理段。對其進行降解與凈化后作種植灌溉用水或達標排放，可實現(xiàn)就地消納、能量循環(huán)、綜合利用。該模式可有效減少化學需氧量、氨氮、總磷的排放量，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標準化和適度規(guī)模經(jīng)營水平顯著提高[6]。

2.4 “畜禽糞污集中處理加工有機肥料”模式

對于中小規(guī)模的畜禽養(yǎng)殖場，實行政府主導、第三方企業(yè)參與、市場化運營的畜禽養(yǎng)殖糞污集中處理和循環(huán)利用模式，該模式具有相當?shù)膮^(qū)域特色。對于規(guī)模較小的養(yǎng)殖場，奉行糞污托管、集中處置的經(jīng)營方式[7]。通過三級網(wǎng)絡(luò)收集小規(guī)模養(yǎng)殖糞污進行集中處理，制備有機肥和生物天然氣，實現(xiàn)社會化集中處理。依托資興市域內(nèi)已建成的有機肥料加工企業(yè)和較大規(guī)模養(yǎng)殖場，為了進一步完善畜禽糞污集中收集、貯運、加工設(shè)施建設(shè)，擴大有機肥料加工生產(chǎn)能力，建設(shè)畜禽糞污集中處理中心；此外，還可以利用畜禽糞便和秸稈等農(nóng)林廢棄物制備有機肥料，實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用，變廢棄物為“寶物”。

通過以上幾種資源化利用模式的實施，可以對畜禽養(yǎng)殖糞污進行肥料化和能源化利用，將糞污定向轉(zhuǎn)化為可利用的資源如有機肥料，沼氣，水溶肥等。目前，全市已建成多個有機肥料加工廠和大型沼氣工程，為畜禽糞污的資源化利用提供了保障。此外，通過種養(yǎng)結(jié)合的模式可以實現(xiàn)畜禽糞污全消納，零排放。截至2021年12月底，規(guī)模化養(yǎng)殖場的糞污處理設(shè)施裝備配套齊全，縣域內(nèi)規(guī)模養(yǎng)殖場的種養(yǎng)結(jié)合比重達到85%以上，利用畜禽糞污生產(chǎn)商品有機肥料替代化肥的比例達到20.63%以上。資興市全市畜禽糞污綜合利用率由2018年的60%提升至90%以上，每年新增畜禽糞污資源化利用量為34.4萬t，每年新增減排COD 8482t、BOD 7530t、NH3-N 746t、總氮1230t、總磷1803t，可以有效提高區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量和水環(huán)境承載能力，實現(xiàn)了全市畜禽養(yǎng)殖與資源環(huán)境相適應(yīng)?？梢娰Y興市畜禽糞污綜合治理和資源化利用已經(jīng)取得了一定成效，全市畜禽養(yǎng)殖業(yè)造成的環(huán)境污染得到了有效治理。畜禽糞污綜合利用率的提升能夠有效防止畜禽養(yǎng)殖糞污匯集至東江湖流域，實現(xiàn)了東江湖流域生態(tài)環(huán)境的根本好轉(zhuǎn)。

3 加快禽畜糞污資源化利用的建議

資興作為一個縣級市，由于養(yǎng)殖業(yè)污染治理點多面廣且財政資金比較緊張，目前畜禽糞污的治理方面還存在一些問題：一是規(guī)?；B(yǎng)殖場畜禽糞污處理設(shè)施簡陋，工藝不盡合理，總體上糞污資源化利用水平低。部分規(guī)模養(yǎng)殖場單純建設(shè)貯糞池盡管解決了糞污貯存的防滲、防漏問題，但由于畜禽糞污水分含量高，直接用作肥料不利于運輸?shù)膯栴}依然沒有很好地解決；二是小規(guī)模養(yǎng)殖專業(yè)戶所占比重較大，其糞污治理設(shè)施建設(shè)不完善；三是種養(yǎng)結(jié)合還不夠緊密，未形成完整的利益鏈條，缺乏有效運營機制，因此迫切需要建立以種養(yǎng)結(jié)合為主的可持續(xù)發(fā)展機制。以下提出幾條加快東江湖流域畜禽糞污資源化利用的建議。

3.1 推廣資源化利用技術(shù)

雖然規(guī)?；B(yǎng)殖場已經(jīng)掌握了禽畜糞便綜合治理和資源化利用的技術(shù)，但是已有的技術(shù)和工藝還未大范圍普及。奉行“無害化、減量化、資源化”的準則，應(yīng)該鼎力擴大“種養(yǎng)結(jié)合”產(chǎn)業(yè)模式的覆蓋范圍。在探索創(chuàng)新性糞污綜合治理技術(shù)的同時，需要不斷提高畜禽糞污的資源化利用率。同時，應(yīng)當將相應(yīng)的工藝技術(shù)進行推廣應(yīng)用，將糞污綜合治理和資源化利用應(yīng)用到實處。市畜牧部門應(yīng)該制定規(guī)模畜禽養(yǎng)殖廢棄物綜合利用的技術(shù)方案，分類進行技術(shù)指導，根據(jù)不同規(guī)模養(yǎng)殖場的糞污產(chǎn)生情況，以綜合利用為基礎(chǔ)，采取經(jīng)濟高效適用的處理模式，多元利用。

3.2 整合資源化利用體系

畜禽糞污的綜合治理技術(shù)和資源化利用的途徑是相互關(guān)聯(lián)的，若是將這些模式有機整合可以極大地促進資源化利用技術(shù)的發(fā)展。例如，用沼液制備液體有機肥料用于周邊農(nóng)田，種植的產(chǎn)物可用于畜禽養(yǎng)殖，而產(chǎn)生的農(nóng)林廢棄物可以與固體糞便一起堆肥制備有機肥，這樣就可以將農(nóng)牧結(jié)合，達到循環(huán)的目的。因此，應(yīng)當以種養(yǎng)結(jié)合為主，整合資源化利用體系，將畜禽養(yǎng)殖中產(chǎn)生的糞污都轉(zhuǎn)化為可利用的資源，如產(chǎn)生的沼氣可以供照明、供暖等生活所用，沼渣可作為農(nóng)田的有機肥料，而沼液可作為經(jīng)濟作物的液體肥料，如水果和瓜類等。

3.3 保障資金投入

將糞污進行資源化利用可以獲得一定的經(jīng)濟收益，但是仍然需要較高的成本投入。特別是對于規(guī)模化養(yǎng)殖場，配套的工藝設(shè)施需要巨大的資金投入。例如大中型沼氣綜合利用工程，糞污處理利用及配套設(shè)施改造工程，污水處理用作農(nóng)業(yè)灌溉用水工程和糞污消納基地建設(shè)工程等都需要投資和運行成本。而畜禽糞污資源化利用是長期的和系統(tǒng)的工程，想要建立長效機制，需要一定的資金用于回收系統(tǒng)的建設(shè)和運行。因此，為了實現(xiàn)畜禽糞污的無害化處理和資源化利用，需要保障資金支持。這樣一來，就可以積極促進養(yǎng)殖戶參與到畜禽糞污的治理和資源化[8]。

4 結(jié)論與展望

資興市畜禽糞污處理與資源化利用已經(jīng)取得了一定成效，在2021年全市規(guī)模養(yǎng)殖場的畜禽糞污綜合利用率已經(jīng)提升到90%以上，這對于環(huán)境生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)具有相當重要的貢獻。主要體現(xiàn)在促進城鄉(xiāng)居民生活環(huán)境日益改善，社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益等方面。全市加強養(yǎng)殖污染治理監(jiān)管、養(yǎng)殖糞肥綜合利用、建立起穩(wěn)定而有效的管理體制和運營機制，形成了綠色發(fā)展、科學發(fā)展的良好格局，這對于保護和改善東江湖流域的生態(tài)環(huán)境具有重要意義。在規(guī)?；枨笮笄蒺B(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，在努力實現(xiàn)“雙碳”目標的前提下，應(yīng)總結(jié)并推廣使用成熟的畜禽養(yǎng)殖資源化利用模式，加速推廣糞污資源化工藝的應(yīng)用范圍。作為種植業(yè)和畜牧業(yè)緊密結(jié)合的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，種養(yǎng)結(jié)合可以加快物質(zhì)和能量在動植物之間進行交互和傳遞，提高能量利用率，符合生態(tài)文明建設(shè)的宗旨。因此，加快發(fā)展和推廣種養(yǎng)結(jié)合的模式，是提高農(nóng)業(yè)資源利用率、保護生態(tài)環(huán)境的重要措施。